EP0136565A2 - Unit comprising a piston engine and a drive - Google Patents

Unit comprising a piston engine and a drive Download PDF

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EP0136565A2
EP0136565A2 EP84110405A EP84110405A EP0136565A2 EP 0136565 A2 EP0136565 A2 EP 0136565A2 EP 84110405 A EP84110405 A EP 84110405A EP 84110405 A EP84110405 A EP 84110405A EP 0136565 A2 EP0136565 A2 EP 0136565A2
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EP
European Patent Office
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piston
rotation
gear part
axis
cylinder
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Withdrawn
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EP84110405A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP0136565A3 (en
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Rabbe Dr.med. Nordström
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Original Assignee
Individual
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/04—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis the piston motion being transmitted by curved surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two

Definitions

  • the invention relates to an assembly consisting of a reciprocating piston machine and a. Transmission.
  • a reciprocating internal combustion engine is known with two cylinders connected to one another at the same axis.
  • the cylinders are rotatably supported as a unit in a machine housing.
  • the pistons which are displaceable in the cylinders in the direction of the axis of rotation, are positively guided in opposite directions to one another by a gear arranged between the pistons.
  • Piston rods protrude towards one another from the pistons, at the ends of which are remote from the piston and are each guided in axial slots of the cylinder unit and two rollers are guided in a serpentine, self-contained, fixed cam track.
  • the two pairs of rollers of each piston ensure a rotationally fixed but axially displaceable connection of the piston to the cylinder and for a reciprocating stroke movement of the piston in the axially fixed cylinder.
  • the internal combustion engine is driven via a gearwheel arranged on the rotating cylinder unit.
  • the axial length is at least equal to three times the stroke of the piston.
  • the gearbox is only accessible after disassembling the piston-cylinder arrangement.
  • a hydraulic actuator is known from US Pat. No. 3,264,949, in which a piston of a pressure cylinder unit, which can be driven translationally in two directions, rotates a shaft via a bevel gear, so that the rotational position of the shaft corresponds to the stroke position of the piston.
  • pins are formed on the piston, which engage in opposing inclined surfaces.
  • One of the inclined surfaces is firmly connected to the shaft, while the other inclined surface is firmly connected to the pressure cylinder unit.
  • the actuator can only perform swivel movements of less than 180 °.
  • Such piston pumps or piston internal combustion engines include intake valves and exhaust valves.
  • the second gear part not only performs a sliding movement, but also rotates together with the first gear part.
  • This rotary movement can be used to control rotary slide valves whose rotary slide valves are coupled to the second gear part in a rotationally fixed but axially displaceable manner.
  • the rotary slide valves are expediently arranged coaxially with the axis of rotation of the second transmission part, for example on the end faces of the cylinders of the cylinder which are likewise coaxially arranged with the second transmission part Pump or internal combustion engine and are preferably controlled so that both the inlet valves of the two work spaces and the exhaust valves of the two work spaces are alternately opened or closed.
  • This embodiment is particularly advantageous for piston pumps, since both the outgoing and the outgoing piston stroke are used as the pump stroke.
  • Such a piston pump has a high pumping capacity despite its small dimensions.
  • the middle piston the middle cylinder chamber is divided into two combustion chambers and controls at least one of the two combustion chambers common or more separate exhaust valve slots and that the two outer cylinder chambers form with pre-compression chambers provided with inlet valve slots, which feed the combustion chambers alternately.
  • Such an internal combustion engine can also be operated with a transmission other than the aforementioned. It can also be directly coupled to the piston of a piston pump or other working machine that can take advantage of the reciprocating movement of the three pistons.
  • the internal combustion engine is preferably firmly connected to the working machine.
  • a transmission 1 for a gear reciprocating machine unit is shown schematically.
  • An input shaft 7 is rotatably mounted in a housing 5 of the transmission 1, on which a pinion 9 is seated in a rotationally fixed manner.
  • the pinion 9 meshes with a toothed wheel 11 which is mounted in the housing 5 such that it can be rotated axially on both sides on ball bearings 13 about an axis of rotation 15.
  • An elongated rod 17 with a triangular cross section and flat polygon surfaces 19 passes through, as best shown in FIG. 2, a central opening 21 of the gear wheel 11.
  • Rolling elements 23 of a linear roller bearing guide the rod 17 in a rotationally fixed but axially displaceable manner in the gear wheel 11.
  • the piston rod 111 passes through the piston 105 and projects through the other working space 109 to the gearbox distal side of the cylinder 103.
  • the rotary valve 131 comprises outlet slots 137 for controlling the connection of an outlet opening 139 of the working space 109 with an outlet channel 141 and inlet slots 143 for controlling the connection of an inlet opening 145 with an inlet channel 147.
  • the slots of the rotary valves 113 and 131 are arranged relative to one another in such a way that alternate the pressure phases and suction phases in each of the two working spaces 107, 109 in such a way that only one of the two working spaces is operated in its suction phase and the other in its pressure phase.
  • the rotary valves 113, 131 are rotatably but axially fixed in front of the end faces of the cylinder 103, inlet slots 119 and 143 and outlet slots 125 and 137 being provided in accordance with the number of pairs of thrust surface sections, as can best be seen from FIG. 4.

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Abstract

The unit comprises a piston engine and a drive having a housing (5), in which a first drive part (11) is rotatably mounted and a second drive part (17) is mounted rotatably on the same axis but capable of being displaced linearly. The linearly displaceable second drive part (17) is coupled in a rotationally secure fashion to the first drive part (11). A cam mechanism (31, 37) couples the two drive parts (11, 17) to one another in such a way that the second drive part (17) executes a sliding movement back and forth in the event that the first drive part (11) rotates with a constant sense of rotation. For this purpose the cam mechanism has a cam path (31) which is arranged fixed on the housing (5), surrounds the axis (15) of rotation of the drive parts, and has sliding surface sections that rise and fall in the direction of the axis of rotation. It further comprises a cam follower (37), which is connected in a rotationally secure fashion with respect to the axis (15) of rotation to the second drive part (17). Such a drive has small dimensions and no unbalance. The drive is suitable preferably for driving a piston pump (3), or as a drive unit for a piston internal combustion engine using reciprocating pistons. Rotary slide valves (51) which are coupled with the intrinsically rotating second drive part (17) are suitable for controlling valves of the piston pump or of the internal combustion engine. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Aggregat bestehend aus einer Hubkolbenmaschine und einem. Getriebe.The invention relates to an assembly consisting of a reciprocating piston machine and a. Transmission.

Aus der DE-PS 736 050 ist eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit zwei zu einer Einheit gleichachsig miteinander verbundenen Zylindern bekannt. Die Zylinder sind in einem Maschinengehäuse als Einheit drehbar gelagert. Die in den Zylindern in Richtung der Drehachse verschiebbaren Kolben werden durch ein zwischen den Kolben angeordnetes Getriebe gegenläufig zueinander zwangsgeführt. Von den Kolben stehen Kolbenstangen aufeinander zu ab, an deren kolbenfernen Ende jeweils in axialen Schlitzen der Zylindereinheit geführte Rollen sowie zwei in einer schlangenförmigen, in sich geschlossenen, gehäusefesten Kurvenbahn geführte Rollen gelagert sind. Die beiden Rollenpaare jedes Kolbens sorgen für eine drehfeste, aber axial verschiebbare Verbindung des Kolbens mit dem Zylinder und für eine hin- und hergehende Hubbewegung des Kolbens in dem axial feststehenden Zylinder. Der Abtrieb der Brennkraftmaschine erfolgt über ein an der rotierenden Zylindereinheit angeordnetes Zahnrad.From DE-PS 736 050 a reciprocating internal combustion engine is known with two cylinders connected to one another at the same axis. The cylinders are rotatably supported as a unit in a machine housing. The pistons, which are displaceable in the cylinders in the direction of the axis of rotation, are positively guided in opposite directions to one another by a gear arranged between the pistons. Piston rods protrude towards one another from the pistons, at the ends of which are remote from the piston and are each guided in axial slots of the cylinder unit and two rollers are guided in a serpentine, self-contained, fixed cam track. The two pairs of rollers of each piston ensure a rotationally fixed but axially displaceable connection of the piston to the cylinder and for a reciprocating stroke movement of the piston in the axially fixed cylinder. The internal combustion engine is driven via a gearwheel arranged on the rotating cylinder unit.

Bei diesem bekannten Getriebe-Brennkraftmaschinen-Aggregat ist die axiale Baulänge mindestens gleich dem dreifachen Hub des Kolbens. Darüber hinaus ist das Getriebe nur nach Zerlegen der Kolben-Zylinder-Anordnung zugänglich.In this known transmission internal combustion engine unit, the axial length is at least equal to three times the stroke of the piston. In addition, the gearbox is only accessible after disassembling the piston-cylinder arrangement.

Die bekannte Brennkraftmaschine wird durch Schlitze am Umfang ihrer rotierenden Zylinder gesteuert. Da auch die Kraftabnahme an den rotierenden Zylindern erfolgt, ist die Abdichtung problematisch.The known internal combustion engine is controlled by slots on the circumference of its rotating cylinder. Since the force is also taken from the rotating cylinders, sealing is problematic.

Schließlich ist aus dem US-Patent 3 264 949 ein Hydraulik-Stellantrieb bekannt, bei welchem ein in zwei Richtungen translatorisch antreibbarer Kolben einer Druckzylindereinheit über ein Schrägflächengetriebe eine Welle rotierend antreibt, so daß die Drehstellung der Welle der Hubposition des Kolbens entspricht. An dem Kolben sind hierzu Zapfen angeformt, die in gegenläufige Schrägflächen eingreifen. Eine der Schrägflächen ist fest mit der Welle verbunden, während die andere Schrägfläche fest mit der Druckzylindereinheit verbunden ist. Der Stellantrieb kann jedoch nur Schwenkbewegungen um weniger als 180° ausführen.Finally, a hydraulic actuator is known from US Pat. No. 3,264,949, in which a piston of a pressure cylinder unit, which can be driven translationally in two directions, rotates a shaft via a bevel gear, so that the rotational position of the shaft corresponds to the stroke position of the piston. For this purpose, pins are formed on the piston, which engage in opposing inclined surfaces. One of the inclined surfaces is firmly connected to the shaft, while the other inclined surface is firmly connected to the pressure cylinder unit. However, the actuator can only perform swivel movements of less than 180 °.

Es ist Aufgabe der Erfindung, das aus einer drehschiebergesteuerten Hubkolbenmaschine und einem Getriebe bestehende, bekannte Aggregat so zu verbessern, daß der axiale Platzbedarf des Zylinders der Hubkolbenmaschine unter Beibehaltung der Vorteile der Getriebekonstruktion verringert werden kann.It is an object of the invention to improve the known unit consisting of a rotary valve-controlled reciprocating piston machine and a transmission in such a way that the axial space requirement of the cylinder of the reciprocating piston machine can be reduced while maintaining the advantages of the transmission construction.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the features specified in claim 1.

Bei der Hubkolbenmaschine kann es sich sowohl um eine Kolbenpumpe als auch um eine Kolben-Brennkraftmaschine handeln. Zur Steuerung der Ventile der Maschine wird bevorzugt die Drehbewegung des zweiten Getriebeteils bzw. der Kolbenstange ausgenutzt. Die Drehschieber der Einlaß- und Auslaßventile rotieren außerhalb der feststehenden Zylinder. Das Getriebe ist seitlich an der Kolben-Zylinder-Anordnung angeflanscht, kann also problemlos abgenommen werden. Die Arbeitstakte in den beiden Arbeitsräumen sind zeitlich gegeneinander versetzt, was die Arbeitsleistung erhöht. Insbesondere bei Verwendung als Kolbenpumpe ergibt sich trotz geringer Abmessungen eine hohe Pumpleistung oder, bei ausgangsseitiger Verbindung der Arbeitsräume eine Verringerung der Pulsation des gepumpten Fluids. Das Aggregat läßt sich insbesondere bei Viertakt-Brennkraftmaschinen einsetzen. Es ist aber auch die Verwendung als Zweitakt-Brennkraftmaschine möglich.The reciprocating piston machine can be both a piston pump and a piston internal combustion engine. To control the valves of the machine, the rotary movement of the second gear part or the pistons is preferred rod exploited. The rotary valves of the intake and exhaust valves rotate outside of the fixed cylinders. The gearbox is flanged to the side of the piston-cylinder arrangement, so it can be removed easily. The work cycles in the two work rooms are offset in time, which increases the work output. In particular when used as a piston pump, despite the small dimensions, there is a high pumping capacity or, when the working spaces are connected on the outlet side, there is a reduction in the pulsation of the pumped fluid. The unit can be used in particular in four-stroke internal combustion engines. However, it can also be used as a two-stroke internal combustion engine.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Getriebeteil als in dem Gehäuse drehbar aber axial fest gelagertes Zahnrad ausgebildet. Das zweite Getriebeteil umfaßt eine in Verschieberichtung langgestreckte Stange mit Polygonquerschnitt, vorzugsweise Dreiecksquerschnitt, die eine den Polygonquerschnitt formschlüssig angepaßte öffnung des Zahnrads verschiebbar durchsetzt. Die Stange kann in einem Gleitlager des Zahnrads gelagert sein. Vorzugsweise ist in der Öffnung des Zahnrads jedoch ein die Stange drehfest aber axial verschiebbar führendes Linearwälzlager angeordnet. Die Wälzkörper sind exzentrisch zur Symmetrielängsebene der Polygonflächen angeordnet, um das Drehmoment übertragen zu können. Bei den Wälzkörpern kann es sich um achsfrei in Käfigen, beispielsweise Käfigen für Endlos-Wälzkörperreihen, geführte Kugeln oder Zylinder handeln; die Wälzkörper können aber auch jeweils für sich an Achsen des Wälzlagers gelagert oder geführt sein.In a preferred embodiment, the first gear part is designed as a gearwheel that is rotatable but axially fixed in the housing. The second gear part comprises an elongated rod with a polygonal cross-section, preferably a triangular cross-section, which slidably passes through an opening of the gearwheel that is form-fittingly adapted to the polygonal cross-section. The rod can be mounted in a slide bearing of the gear. Preferably, however, a linear roller bearing guiding the rod in a rotationally fixed but axially displaceable manner is arranged in the opening of the gear wheel. The rolling elements are arranged eccentrically to the longitudinal plane of symmetry of the polygon surfaces in order to be able to transmit the torque. In the rolling elements may be achsfrei in cages, for example Kafi g s for endless rows of rolling elements, guided spheres or cylinders act; however, the rolling elements can also be supported or guided on axes of the rolling bearing.

Die Kurvenbahn weist zweckmäßigerweise wenigstens einen um die Drehachse herum sich erstreckenden, in Verschieberichtung ansteigenden Schubflächenabschnitt und wenigstens einen um die Drehachse herum sich erstreckenden, in Verschieberichtung abfallenden Schubflächenabschnitt auf. Die ansteigenden und die abfallenden Schubflächenabschnitte sind jeweils paarweise vorgesehen und wechseln sich in Umfangsrichtung ab. Die Zahl der Paare ansteigender und abfallender Schubflächenabschnitte bestimmt die Zahl der Hubbewegungen des Kurvenfolgers pro Umdrehung des sich drehenden Getriebeteils. Zweckmäßigerweise sind wenigstens zwei Paare ansteigender und abfallender Schubflächenabschnitte vorgesehen. Die ansteigenden und abfallenden Schubflächenabschnitte weisen bevorzugt in entgegengesetzte Richtungen, so daß sowohl die Hin- als auch die Herbewegung des Kurvenfolgers kraftschlüssig von den Schubflächenabschnitten geführt wird. Die Form der Schubflächenabschnitte kann herkömmlich, insbesondere unter Berücksichtigung der Beschleunigungsverhältnisse des Kurvenfolgers, beispielsweise in Sinoidenform, gewählt sein.The cam track expediently has at least one thrust surface section which extends around the axis of rotation and rises in the direction of displacement and at least one thrust surface section which extends around the axis of rotation and falls in the direction of displacement. The on rising and falling thrust surface sections are provided in pairs and alternate in the circumferential direction. The number of pairs of rising and falling thrust surface sections determines the number of lifting movements of the curve follower per revolution of the rotating gear part. At least two pairs of rising and falling thrust surface sections are expediently provided. The rising and falling thrust surface sections preferably point in opposite directions, so that both the back and forth movement of the curve follower is non-positively guided by the thrust surface sections. The shape of the thrust surface sections can be selected conventionally, in particular taking into account the acceleration conditions of the curve follower, for example in the form of sinoids.

Das Getriebe eignet sich insbesondere für die Umsetzung der Drehbewegung einer Antriebsmaschine in die Linearbewegung des Kolbens einer Kolbenpumpe oder aber für die Umsetzung der Linearbewegung des Kolbens einer Kolben-Brennkraftmaschine in eine rotierende Bewegung einer Abtriebswelle. Der Kolben einer solchen Maschine verläuft hierbei zweckmäßigerweise in Richtung der Drehachse des drehbaren Getriebeteils, insbesondere gleichachsig mit ihr.The transmission is particularly suitable for converting the rotary movement of a drive machine into the linear movement of the piston of a piston pump or else for converting the linear movement of the piston of a piston internal combustion engine into a rotating movement of an output shaft. The piston of such a machine expediently runs in the direction of the axis of rotation of the rotatable gear part, in particular coaxially with it.

Derartige Kolbenpumpen oder Kolben-Brennkraftmaschinen umfassen Einlaßventile und Auslaßventile. Das zweite Getriebeteil führt nicht nur eine Verschiebebewegung aus, sondern rotiert auch zusammen mit dem ersten Getriebeteil.Such piston pumps or piston internal combustion engines include intake valves and exhaust valves. The second gear part not only performs a sliding movement, but also rotates together with the first gear part.

Diese Drehbewegung läßt sich zur Steuerung von Drehschieberventilen ausnutzen, deren Drehschieber drehfest aber axial verschiebbar mit dem zweiten Getriebeteil gekuppelt sind. Die Drehschieber sind hierzu zweckmäßigerweise gleichachsig zur Drehachse des zweiten Getriebeteils angeordnet, beispielsweise an den Stirnseiten der ebenfalls gleichachsig zu dem zweiten Getriebeteil angeordneten Zylindern der Pumpe bzw. Brennkraftmaschine und werden bevorzugt so gesteuert, daß sowohl die Einlaßventile der beiden Arbeitsräume als auch die Auslaßventile der beiden Arbeitsräume wechselweise geöffnet oder geschlossen sind. Diese Ausführungsform ist insbesondere für Kolbenpumpen von Vorteil, da hier sowohl der hingehende als auch der hergehende Kolbenhub als Pumphub ausgenutzt wird. Eine solche Kolbenpumpe hat eine hohe Pumpleistung trotz geringer Abmessungen. Darüber hinaus sind die Pulsationen des gepumpten Fluids gering, wenn beide Arbeitsräume ausgangsseitig miteinander verbunden sind. Die vorstehend erläuterte Kolben-Zylinder-Anordnung läßt sich insbesondere bei Viertakt-Brennkraftmaschinen einsetzen. Es ist aber auch die Verwendung als Zweitakt-Brennkraftmaschine möglich.This rotary movement can be used to control rotary slide valves whose rotary slide valves are coupled to the second gear part in a rotationally fixed but axially displaceable manner. For this purpose, the rotary slide valves are expediently arranged coaxially with the axis of rotation of the second transmission part, for example on the end faces of the cylinders of the cylinder which are likewise coaxially arranged with the second transmission part Pump or internal combustion engine and are preferably controlled so that both the inlet valves of the two work spaces and the exhaust valves of the two work spaces are alternately opened or closed. This embodiment is particularly advantageous for piston pumps, since both the outgoing and the outgoing piston stroke are used as the pump stroke. Such a piston pump has a high pumping capacity despite its small dimensions. In addition, the pulsations of the pumped fluid are low if the two working spaces are connected to one another on the output side. The piston-cylinder arrangement explained above can be used in particular in four-stroke internal combustion engines. However, it can also be used as a two-stroke internal combustion engine.

Eine andere Zweitakt-Kolbenbrennkraftmaschine, die vorteilhaft in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Getriebe eingesetzt werden kann, ist aus der DE-OS 30 29 287 bekannt.Another two-stroke piston internal combustion engine, which can be used advantageously in connection with the transmission according to the invention, is known from DE-OS 30 29 287.

Diese Brennkraftmaschine ist als Zweitakt-Brennkraftmaschine ausgebildet und weist drei gleichachsig angeordnete, gegeneinander abgedichtete Zylinderkammern auf, in welchen je einer von drei über eine Kolbenstange in Verschieberichtung fest miteinander verbundenen Kolben verschiebbar angeordnet ist. Die mittlere Zylinderkammer ist durch den mittleren Kolben in zwei Räume unterteilt. Die Kolben steuern jeweils Ventilschlitze ihrer Zylinderkammern und, gegebenenfalls in Verbindung mit der Kolbenstange, Überströmkanäle zwischen benachbarten Zylinderkammern. Bei dieser Brennkraftmaschine bilden die beiden äußeren Zylinderkammern die Brennräume, während die mittlere Zylinderkammer durch den mittleren Kolben in zwei Vorverdichterräume unterteilt ist. Diese Anordnungsweise führt zu gewissen Schwierigkeiten bei der Kraftabnahme, da diese auf der Seite der "heißen" Brennräume erfolgt.This internal combustion engine is designed as a two-stroke internal combustion engine and has three coaxially arranged, mutually sealed cylinder chambers, in each of which one of three pistons which are fixedly connected to one another in the displacement direction by means of a piston rod is displaceably arranged. The middle piston is divided into two rooms by the middle piston. The pistons each control valve slots in their cylinder chambers and, if necessary in connection with the piston rod, overflow channels between adjacent cylinder chambers. In this internal combustion engine, the two outer cylinder chambers form the combustion chambers, while the middle cylinder chamber is divided into two pre-compression chambers by the middle piston. This arrangement leads to certain difficulties in the power take-off, since this takes place on the side of the "hot" combustion chambers.

Um diesen Nachteil, insbesondere der Wärmeführung, zu vermeiden, ist bevorzugt vorgesehen, daß der mittlere Kolben die mittlere Zylinderkammer in zwei Brennräume unterteilt und wenigstens einen beiden Brennräumen gemeinsamen oder mehrere gesonderte Auslaßventilschlitze steuert und daß die beiden außenliegenden Zylinderkammern mit Einlaßventilschlitzen versehene Vorverdichterräume bilden, die die Brennräume wechselweise beschicken. Eine derartige Brennkraftmaschine kann auch mit einem anderen als dem vorerwähnten Getriebe betrieben werden. Sie kann auch direkt mit dem Kolben einer Kolbenpumpe oder sonstigen Arbeitsmaschine, die die hin- und hergehende Bewegung der drei Kolben ausnutzen kann, unmittelbar gekuppelt sein. Die Brennkraftmaschine ist hierbei bevorzugt fest mit der Arbeitsmaschine verbunden.In order to avoid this disadvantage, in particular the heat conduction, it is preferably provided that the middle piston the middle cylinder chamber is divided into two combustion chambers and controls at least one of the two combustion chambers common or more separate exhaust valve slots and that the two outer cylinder chambers form with pre-compression chambers provided with inlet valve slots, which feed the combustion chambers alternately. Such an internal combustion engine can also be operated with a transmission other than the aforementioned. It can also be directly coupled to the piston of a piston pump or other working machine that can take advantage of the reciprocating movement of the three pistons. The internal combustion engine is preferably firmly connected to the working machine.

Im folgenden sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt:

  • Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein Getriebe für ein Getriebe-Hubkolbenmaschinen-Aggregat gemäß der Erfindung;
  • Fig. 2 einen Querschnitt durch das Getriebe der Fig. 1 gesehen entlang einer Linie II-II;
  • Fig. 3 eine Abwicklung des Innenmantels eines mit einer Kurvenbahn versehenen zylindrischen Gehäuseteils des Getriebes der Fig. 1;
  • Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Hubkolbenpumpe für ein Getriebe-Hubkolbenmaschinen-Aggregat gemäß der Erfindung;
  • Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Hubkolbenpumpe und
  • Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine Zweitakt-Brennkraftmaschine, insbesondere zur Verwendung mit einem Getriebe der Fig. 1.
Exemplary embodiments of the invention are to be explained in more detail below with reference to drawings. It shows:
  • Figure 1 is a schematic longitudinal section through a transmission for a transmission-reciprocating machine unit according to the invention.
  • FIG. 2 shows a cross section through the transmission of FIG. 1 seen along a line II-II;
  • 3 shows a development of the inner casing of a cylindrical housing part of the transmission of FIG. 1 provided with a cam track;
  • 4 shows a cross section through a reciprocating piston pump for a gear reciprocating piston machine unit according to the invention;
  • Fig. 5 shows a longitudinal section through the reciprocating pump and
  • 6 shows a longitudinal section through a two-stroke internal combustion engine, in particular for use with a transmission of FIG. 1.

In Fig. 1 ist schematisch ein Getriebe 1 für ein Getriebe-Hubkolbenmaschinen-Aggregat dargestellt. In einem Gehäuse 5 des Getriebes 1 ist drehbar eine Eingangswelle 7 gelagert, auf der drehfest ein Ritzel 9 sitzt. Das Ritzel 9 kämmt mit einem Zahnrad 11, welches axial beiderseits an Kugellagern 13 um eine Drehachse 15 drehbar in dem Gehäuse 5 gelagert ist. Eine langgestreckte Stange 17 mit dreieckförmigem Querschnitt und ebenflächigen Polygonflächen 19 durchsetzt, wie am besten Fig. 2 zeigt, eine zentrische öffnung 21 des Zahnrads 11. Wälzkörper 23 eines Linearwälzlagers führen die Stange 17 drehfest, aber axial verschiebbar in dem Zahnrad 11. Die Wälzkörper 23 sind hierzu exzentrisch zur Längssymmetrieebene jeder Polygonfläche 19 angeordnet, um die Drehmomentübertragung sicherzustellen. Bei dem Linear-Wälzlager kann es sich um ein Wälzlager nach Art einer Kugelbüchse mit endlosen Wälzkörperreihen handeln. Die Wälzkörper 23 können aber auch als achsgelagerte Rollen oder dergleichen ausgebildet sein. Die Stange 17 ist mit einem Kurvenfolger 25 eines Kurvengetriebes 27 drehfest verbunden. Der Kurvenfolger 25 verfolgt kraftschlüssig eine am Innenmantel eines hohlzylindrischen Gehäuseteils 29 als Nut vorgesehene Kurvenbahn 31. Die Kurvenbahn 31 umschließt gleichachsig die Drehachse 15 des Zahnrads 11 und damit der Stange 17 sowie des Kurvenfolgers 25. Wie am besten die Abwicklung des Innenmantels des Gehäuseteils 29 in Fig. 3 zeigt, besteht die Kurvenbahn 31 aus in Umfangsrichtung abwechselnd paarweise aufeinanderfolgenden, ansteigenden Schubflächenabschnitten 33 und abfallenden Schubflächenabschnitten 35. Die Anzahl der Schubflächenabschnittspaare bestimmt die Zahl der Hin-und Herbewegungen des Kurvenfolgers 25 und damit der Stange 17 pro Umdrehung des Zahnrads 11. Die ansteigenden Schubflächenabschnitte 33 und die abfallenden Schubflächenabschnitte 35 weisen in Richtung der Drehachse 15 gegeneinander, so daß sowohl die Hinbewegung als auch die Herbewegung des Kurvenfolgers 25 kraftschlüssig erfolgt. Die Kurvenbahn 31 kann beispielsweise Sinoidenform haben. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Schubflächenabschnittspaare vorgesehen. Andere Paarzahlen sind möglich. Desgleichen weist der Kurvenfolger 25, wie Fig. 1 zeigt, zwei diametral gegenüberliegende Folgerarme 37 auf, die an ihren radial äußeren Enden um radiale Drehachsen drehbare, in die Kurvenbahn 31 eingreifende Rollen 39 tragen. Wenngleich ein einziger dieser Folgerarme 37 ausreicht, so sind doch zur besseren Kraftübertragung soviele Folgerarme vorgesehen, wie Schubflächenabschnittspaare vorhanden sind.In Fig. 1, a transmission 1 for a gear reciprocating machine unit is shown schematically. An input shaft 7 is rotatably mounted in a housing 5 of the transmission 1, on which a pinion 9 is seated in a rotationally fixed manner. The pinion 9 meshes with a toothed wheel 11 which is mounted in the housing 5 such that it can be rotated axially on both sides on ball bearings 13 about an axis of rotation 15. An elongated rod 17 with a triangular cross section and flat polygon surfaces 19 passes through, as best shown in FIG. 2, a central opening 21 of the gear wheel 11. Rolling elements 23 of a linear roller bearing guide the rod 17 in a rotationally fixed but axially displaceable manner in the gear wheel 11. The rolling elements 23 are arranged eccentrically to the longitudinal plane of symmetry of each polygon surface 19 to ensure torque transmission. The linear roller bearing can be a roller bearing in the manner of a ball bushing with endless rows of rolling elements. The rolling elements 23 can also be designed as axially mounted rollers or the like. The rod 17 is connected to a cam follower 25 of a cam mechanism 27 in a rotationally fixed manner. The cam follower 25 non-positively follows a cam track 31 which is provided as a groove on the inner jacket of a hollow cylindrical housing part 29. The cam track 31 coaxially surrounds the axis of rotation 15 of the gearwheel 11 and thus the rod 17 and the cam follower 25. How best to handle the inner jacket of the housing part 29 in Fig. 3 shows, the cam track 31 is made of alternating pairs in the circumferential direction successive, increasing thrust surface portions 33 and falling thrust face sections 35. the number of pushing surface portion pairs determines the number of H in-and-forth movements of the cam follower 25 and thus of the rod 17 per rotation of the gear 11 The rising thrust surface sections 33 and the falling thrust surface sections 35 point towards one another in the direction of the axis of rotation 15, so that both the outward movement and the downward movement of the curve follower 25 are non-positively. The cam track 31 can have a sinoid shape, for example. in the illustrated embodiment, two pairs of thrust surface sections are provided. Other pairs are possible. Likewise, as shown in FIG. 1, the cam follower 25 has two diametrically opposed follower arms 37 which, at their radially outer ends, carry rollers 39 which can be rotated about radial axes of rotation and engage in the cam track 31. Although a single one of these follower arms 37 is sufficient, as many follower arms are provided for better power transmission as there are pairs of thrust surface sections.

Fig. 5 zeigt eine Kolbenpumpe 101, die über das Getriebe 1 gemäß Fig. 1 angetrieben werden kann. Die Kolbenpumpe 101 umfaßt einen Zylinder 103, der durch einen Kolben 105 in zwei Arbeitsräume 107, 109 unterteilt ist. Die Arbeitsräume 107, 109 werden so gesteuert, daß sie wechselweise im Saugbetrieb oder wechselweise im Druckbetrieb arbeiten. Eine drehbar in dem Zylinder 103 und dem Kolben 105 gelagerte Kolbenstange 111 ist fest mit der Stange 17 des Getriebes 1 verbunden. Der Arbeitsraum 107 wird von einem Drehschieber 113 gesteuert, der drehbar aber axial fest vor der den Arbeitsraum 107 begrenzenden Stirnwand des Zylinders 103 gleichachsig zur Kolbenstange 111 angeordnet ist. Die Kolbenstange 111 trägt feststehende Schiebekeile 115, die in axialen Nuten 117 des Drehschiebers verschiebbar sitzen und die Kolbenstange 111 drehfest aber axial verschiebbar mit dem Drehschieber 113 kuppeln. Der Drehschieber 117 weist Einlaßschlitze 119 auf, die die Verbindung einer Einlaßöffnung 121 des Arbeitsraums 107 zu einem Einlaßkanal 123 steuern. Radial und winkelversetzt zu den Einlaßschlitzen 119 weist der Drehschieber 113 Auslaßschlitze 125 auf, die eine Auslaßöffnung 127 des Arbeitsraums 107 mit einem Auslaßkanal 129 verbinden.FIG. 5 shows a piston pump 101 which can be driven via the gear 1 according to FIG. 1. The piston pump 101 comprises a cylinder 103 which is divided into two working spaces 107, 109 by a piston 105. The work spaces 107, 109 are controlled so that they work alternately in the suction mode or alternately in the pressure mode. A piston rod 111 rotatably mounted in the cylinder 103 and the piston 105 is fixedly connected to the rod 17 of the transmission 1. The working space 107 is controlled by a rotary slide 113 which is rotatably but axially fixed in front of the end wall of the cylinder 103 delimiting the working space 107, coaxially with the piston rod 111. The piston rod 111 carries fixed sliding wedges 115, which are slidably seated in the axial grooves 117 of the rotary valve and which couple the piston rod 111 in a rotationally fixed but axially displaceable manner to the rotary valve 113. The rotary valve 117 has inlet slots 119 which control the connection of an inlet opening 121 of the working space 107 to an inlet channel 123. Radially and angularly offset from the inlet slots 119, the rotary valve 113 has outlet slots 125 which connect an outlet opening 127 of the working space 107 to an outlet channel 129.

Die Kolbenstange 111 durchsetzt den Kolben 105 und ragt durch den anderen Arbeitsraum 109 hindurch zur getriebefernen Seite des Zylinders 103. Auf dieser Seite sitzt spiegelbildlich ein weiterer Drehschieber 131, der über kolbenstangenfeste Schiebekeile 133, die in axialen Nuten 135 des Drehschiebers 131 geführt sind, drehfest aber axial verschiebbar mit dem Drehschieber 131 gekuppelt ist. Der Drehschieber 131 umfaßt Auslaßschlitze 137 zur Steuerung der Verbindung einer Auslaßöffnung 139 des Arbeitsraums 109 mit einem Auslaßkanal 141 und Einlaßschlitze 143 zur Steuerung der Verbindung einer Einlaßöffnung 145 mit einem Einlaßkanal 147. Die Schlitze der Drehschieber 113 und 131 sind relativ zueinander so angeordnet, daß sich die Druckphasen und Saugphasen in jedem der beiden Arbeitsräume 107, 109 abwechseln und zwar so, daß stets nur einer der beiden Arbeitsräume in seiner Saugphase und der jeweils andere in seiner Druckphase betrieben wird. Die Drehschieber 113, 131 sitzen drehbar, jedoch axial fest vor den Stirnseiten des Zylinders 103, wobei entsprechend der Anzahl an Schubflächenabschnittspaaren Einlaßschlitze 119 bzw. 143 und Auslaßschlitze 125 bzw. 137 vorgesehen sind, wie dies am besten aus Fig. 4 ersichtlich ist. Die Einlaßschlitze 119 bzw. 143 und die Auslaßschlitze 125 bzw. 137 sind sowohl in Umfangsrichtung als auch radial gegeneinander versetzt, derart, daß die Einlaßöffnung 121 bzw. 145 und die Auslaßöffnung 127 bzw. 139 wechselweise geöffnet sind, bzw. geschlossen sind. Der Kolben 105 kann fest auf der Kolbenstange 45 sitzen, er kann aber auch drehbar an dieser gelagert sein.The piston rod 111 passes through the piston 105 and projects through the other working space 109 to the gearbox distal side of the cylinder 103. On this side there is a mirror image of another rotary slide 131, which is coupled to the rotary slide 131 in a rotationally fixed but axially displaceable manner by means of sliding wedges 133 which are fixed to the piston rod and which are guided in axial grooves 135 of the rotary slide 131. The rotary valve 131 comprises outlet slots 137 for controlling the connection of an outlet opening 139 of the working space 109 with an outlet channel 141 and inlet slots 143 for controlling the connection of an inlet opening 145 with an inlet channel 147. The slots of the rotary valves 113 and 131 are arranged relative to one another in such a way that alternate the pressure phases and suction phases in each of the two working spaces 107, 109 in such a way that only one of the two working spaces is operated in its suction phase and the other in its pressure phase. The rotary valves 113, 131 are rotatably but axially fixed in front of the end faces of the cylinder 103, inlet slots 119 and 143 and outlet slots 125 and 137 being provided in accordance with the number of pairs of thrust surface sections, as can best be seen from FIG. 4. The inlet slots 119 and 143 and the outlet slots 125 and 137 are offset from one another both in the circumferential direction and radially, in such a way that the inlet opening 121 and 145 and the outlet opening 127 and 139 are alternately open or closed. The piston 105 can sit firmly on the piston rod 45, but it can also be rotatably mounted on the latter.

Das Getriebe-Kolbenpumpen-Aggregat arbeitet wie folgt: Beim Drehantrieb der Eingangswelle 7 (Fig. 1) wird die Stange 17 über das Ritzel 9 und das Zahnrad 11 mit gleichbleibendem Drehsinn um die Drehachse 15 angetrieben. Der mit der Stange 15 axial fest verbundene Kolben 105 führt, gesteuert durch das Kurvengetriebe 27, hin- und hergehende Hubbewegungen aus und zwar entsprechend der Zahl der Schubflächenabschnittspaare zwei vollständige Hubbewegungen pro Umdrehung des Zahnrads 11. Der drehfest mit der Stange 17 gekuppelte Drehschieber 113 öffnet mit Beginn der in den Fig. 4 und 5 für den Arbeitsraum 107 dargestellten Saugphase die Einlaßöffnung 121, während die Auslaßöffnung 127 geschlossen ist. In der anderen Umkehrstellung des Kurvengetriebes 27, das heißt bei zwei Schubflächenabschnittspaaren nach einer Viertelumdrehung des Zahnrads 11, schließt der Drehschieber 113 die Einlaßöffnung 121 und öffnet die Auslaßöffnung 127.The gear-piston pump unit works as follows: When the input shaft 7 is rotated (FIG. 1), the rod 17 is driven about the axis of rotation 15 via the pinion 9 and the gearwheel 11 with a constant direction of rotation. The piston 105, which is axially fixedly connected to the rod 15, executes reciprocating stroke movements, controlled by the cam mechanism 27, namely two complete stroke movements per revolution of the gearwheel 11 in accordance with the number of thrust surface section pairs with the rod 17 coupled rotary valve 113 opens the inlet opening 121 at the beginning of the suction phase shown in FIGS. 4 and 5 for the working space 107, while the outlet opening 127 is closed. In the other reversed position of the cam mechanism 27, that is to say in the case of two pairs of thrust surface sections after a quarter turn of the gear 11, the rotary slide valve 113 closes the inlet opening 121 and opens the outlet opening 127.

Die grundsätzliche Konstruktion der in Fig. 5 dargestellten Kolbenpumpe kann für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eine Viertakt-Brennkraftmaschine ausgenutzt werden. Für einen Ottomotor sind bei 151 und 153 Zündkerzen angedeutet, die das über Einlaßkanäle 123 und 141 z.B. aus Vergasern zugeführte Luft-Kraftstoff-Gemisch wechselweise zünden. Fig. 5 zeigt den Brennraum 107 in der Ansaugphase bei geöffneter Einlaßöffnung 121. Die Einlaßschlitze 119 und Auslaßschlitze 125 des Drehschiebers 113 sind so angeordnet, daß der Brennraum während der nachfolgenden Verdichtungsphase und der darauffolgenden Arbeitsphase geschlossen ist. Auf die Arbeitsphase folgt die Auspuffphase, in der die Auslaßöffnung 127 geöffnet ist. Die in gleicher Reihenfolge ablaufenden Phasen des Arbeitsraums 109 sind gegenüber den Phasen des Arbeitsraums 107 phasenverschoben. In der Stellung nach Fig. 5 befindet sich der Arbeitsraum 109 in der Auspuffphase, in der die Auslaßöffnung 139 geöffnet ist. An diese Phase schließen sich die Ansaugphase, die Verdichtungsphase und schließlich die Arbeitsphase an. Anstelle der in Fig. 5 dargestellten Auspuffphase des Arbeitsraums 109 kann durch geeignete Anordnung des Drehschiebers 131 der Ansaugphase des Arbeitsraums 107 auch die Verdichtungsphase des Arbeitsraums 109 zugeordnet werden. Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch eine Zweitakt-Brennkraftmaschine 201, deren Kolbenhubbewegung vorzugsweise über ein Getriebe der in Fig. 1 dargestellten Art in die Drehbewegung einer Abtriebswelle umgesetzt wird. Die Kolbenhubbewegung der Brennkraftmaschine 201 kann aber auch durch andere Getriebekonstruktionen in eine Drehbewegung umgesetzt werden, oder aber direkt zum Antrieb einer Arbeitsmaschine, insbesondere einer Kolbenpumpe eingesetzt werden.The basic construction of the piston pump shown in FIG. 5 can be used for an internal combustion engine, in particular a four-stroke internal combustion engine. For a gasoline engine, spark plugs are indicated at 151 and 153, which alternately ignite the air-fuel mixture supplied via intake ducts 123 and 141, for example from carburetors. 5 shows the combustion chamber 107 in the intake phase with the inlet opening 121 open. The inlet slots 119 and outlet slots 125 of the rotary valve 113 are arranged in such a way that the combustion chamber is closed during the subsequent compression phase and the subsequent working phase. The working phase is followed by the exhaust phase, in which the outlet opening 127 is open. The phases of the work space 109, which run in the same order, are phase-shifted with respect to the phases of the work space 107. In the position according to FIG. 5, the working space 109 is in the exhaust phase, in which the outlet opening 139 is open. This phase is followed by the suction phase, the compression phase and finally the work phase. Instead of the exhaust phase of the work space 109 shown in FIG. 5, the compression phase of the work space 109 can also be assigned to the intake phase of the work space 107 by a suitable arrangement of the rotary valve 131. FIG. 6 shows a longitudinal section through a two-stroke internal combustion engine 201, the piston stroke movement of which is preferably converted into the rotary movement of an output shaft via a gear of the type shown in FIG. 1. However, the piston stroke movement of the internal combustion engine 201 can also be converted into a rotary movement by other gear designs, or can be used directly to drive a working machine, in particular a piston pump.

Die Brennkraftmaschine 201 weist drei gleichachsig nebeneinander angeordnete Zylinderkammern 203, 205 und 207 auf, in denen je ein Kolben 209, 211 bzw. 213 abgedichtet verschiebbar ist. Die Zylinderkammern sind fest mit dem Gehäuse 5 des Getriebes 1 (Fig. 1) verbunden. Die Kolben 209, 211, 213 sind axial fest mit einer gemeinsamen, drehfest oder drehbar mit der Stange 17 des Getriebes 1 gekuppelten Kolbenstange 215 verbunden. Der mittlere Kolben 211 unterteilt die mittlere Zylinderkammer in zwei Brennräume 217, 219 und steuert eine, gegebenenfalls mehrere axial mittig angeordnete Auspufföffnungen 221. Die beiden äußeren Zylinderkammern 203, 207 umgrenzen zusammen mit den darin angeordneten Kolben 209, 213 einerseits und zur Kolbenstange 215 abgedichteten Zylinderkammer-Trennwänden 223 bzw. 225 jeweils Vorverdichterräume 227 bzw. 229. Die beiden äußeren Kolben 209, 213 steuern in die Zylinderkammern 203, 207 führende Einlaßschlitze 231, 233. In der Kolbenstange 215 sind darüber hinaus zwischen dem mittleren Kolben 211 und jedem der beiden äußeren Kolben 209 bzw. 213 Überströmkanäle 235 bzw. 237 vorgesehen, über die vorverdichtete Luft oder vorverdichtetes Gemisch aus den Vorverdichterräumen 227 bzw. 229 in die jeweils benachbarten Brennräume 217 bzw. 219 einströmen kann. Zur Zündung des Luft-KraftstoffGemisches in den Brennräumen 217, 219 sind Zündkerzen 239, 241 vorgesehen.The internal combustion engine 201 has three cylinder chambers 203, 205 and 207 arranged coaxially next to one another, in each of which a piston 209, 211 or 213 can be displaced in a sealed manner. The cylinder chambers are firmly connected to the housing 5 of the transmission 1 (Fig. 1). The pistons 209, 211, 213 are axially fixed to a common piston rod 215 which is coupled in a rotationally fixed or rotatable manner to the rod 17 of the transmission 1. The middle piston 211 divides the middle cylinder chamber into two combustion chambers 217, 219 and controls one, possibly a plurality of axially arranged exhaust openings 221. The two outer cylinder chambers 203, 207 delimit together with the pistons 209, 213 arranged therein and on the one hand and the cylinder rod sealed to the piston rod 215 Partitions 223 and 225, respectively, precompression chambers 227 and 229, respectively. The two outer pistons 209, 213 control inlet slots 231, 233 leading into the cylinder chambers 203, 207. In the piston rod 215 there are also between the middle piston 211 and each of the two outer ones Pistons 209 and 213 overflow channels 235 and 237 are provided, via which pre-compressed air or a pre-compressed mixture can flow from the pre-compression spaces 227 and 229 into the respectively adjacent combustion chambers 217 and 219. Spark plugs 239, 241 are provided to ignite the air-fuel mixture in the combustion chambers 217, 219.

Die Brennräume 217, 219 werden wechselweise geladen und gespült und wechselweise gezündet. Fig. 6 zeigt den Brennraum 217 im Augenblick der Zündung. Der Einlaßschlitz 231 ist offen, so daß der Vorverdichterraum 227 mit Frischgemisch geladen wird. Der Arbeitstakt treibt die Kolben in Fig. 6 nach rechts, wobei der Einlaßschlitz 231 geschlossen und die Frischladung komprimiert wird. Der Vorverdichtungsdruck steigt solange an, bis der überströmkanal 235 unter der Zylinderkammer-Trennwand 223 hindurchgewandert ist und den Vorverdichterraum 227 zum Brennraum 217 öffnet. Dieser Zustand ist in Fig. 6 für den Überströmkanal 237 dargestellt. Das vorverdichtete Frischgemisch strömt aus dem Vorverdichterraum 229 über den überströmkanal 237 in den Brennraum 219, während die Abgase über den Auspuffschlitz 221 abströmen. Der Spülvorgang dauert an, bis die Umkehrbewegung des mittleren Kolbens 211 den Auspuffschlitz 221 schließt und die Frischladung erneut in dem Brennraum verdichtet. Die Brennräume 217, 219 werden.abwechselnd gezündet. Weiterhin wird während der Verdichtung der Frischladung in einem der Brennräume die Frischladung des jeweils anderen Brennraums im zugehörigen Vorverdichterraum vorverdichtet. Die Vorverdichterräume sind auf den Außenseiten der Brennräume angeordnet. Damit können den Brennräumen trotz Vorverdichtung relativ kühle Frischladungen zugeführt werden, selbst wenn die Arbeitstemperaturen der Brennräume zur Verbrennung schwer entzündlicher Kraftstoffe höher gewählt werden. Die Kraftabtriebselemente, hier die Kolbenstange 215, sind auf der "kühleren" Außenseite aus dem Gehäuse der Brennkraftmaschine 201 herausgeführt. Die Brennkraftmaschine kann nach dem Otto-Prinzip oder Diesel-Prinzip arbeiten. Die Vorverdichtungsdrücke und Kompressionsdrücke können durch geeignete Durchmesserverhältnisse des mittleren Kolbens 211 zu den äußeren Kolben 209, 213 gewählt werden. Die Vorverdichtung kann sich auf die Frischluft allein beschränken, während der Kraftstoff direkt in die Brennräume 217, 219 eingespritzt wird; es kann aber auch Gemisch vorverdichtet werden.The combustion chambers 217, 219 are alternately charged and flushed and alternately ignited. 6 shows the combustion chamber 217 at the moment of ignition. The inlet slot 231 is open so that the pre-compression chamber 227 is loaded with fresh mixture. The power stroke drives the pistons to the right in FIG. 6, the inlet slot 231 being closed and the fresh charge being compressed. The pre-compression pressure rises until the overflow channel 235 has passed under the cylinder chamber partition 223 and opens the pre-compression chamber 227 to the combustion chamber 217. This state is shown in FIG. 6 for the overflow channel 237. The pre-compressed fresh mixture flows from the pre-compressor chamber 229 via the overflow channel 237 into the combustion chamber 219, while the exhaust gases flow out via the exhaust slot 221. The purging process continues until the reverse movement of the middle piston 211 closes the exhaust slot 221 and the fresh charge is compressed again in the combustion chamber. The combustion chambers 217, 219 are alternately ignited. Furthermore, during the compression of the fresh charge in one of the combustion chambers, the fresh charge of the other combustion chamber in the associated pre-compression chamber is pre-compressed. The pre-compressor rooms are arranged on the outside of the combustion chambers. Relatively cool fresh charges can thus be supplied to the combustion chambers despite pre-compression, even if the working temperatures of the combustion chambers are selected to be higher for combustible fuels. The power output elements, here the piston rod 215, are led out of the housing of the internal combustion engine 201 on the “cooler” outside. The internal combustion engine can work according to the Otto principle or the Diesel principle. The pre-compression pressures and compression pressures can be selected by suitable diameter ratios of the middle piston 211 to the outer pistons 209, 213. The pre-compression can be limited to the fresh air alone, while the fuel is injected directly into the combustion chambers 217, 219; however, a mixture can also be pre-compressed.

Claims (8)

1. Aggregat umfassend eine Hubkolbenmaschine (3; 101; 201), insbesondere eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit wenigstens zwei durch eine Kolben-Zylinder-Anordnung gebildeten Arbeitsräumen (107, 109; 217, 219) und ein Getriebe (1) mit einem Gehäuse (5), einem drehbar um eine zur Kolbenverschieberichtung parallele Drehachse (15) in dem Gehäuse (5) gelagerten ersten Getriebeteil (11) und einem sowohl linear verschiebbar als auch gleichachsig zum ersten Getriebeteil (11) drehbar in dem Gehäuse (5) gelagerten zweiten Getriebeteil (17), welches mit dem Kolben (43; 105) und drehfest aber in Richtung der Drehachse (15) verschiebbar mit dem ersten Getriebeteil (11) gekuppelt ist und mit einem Kurvengetriebe (27), dessen die Drehachse (15) des ersten Getriebeteils (11) umschließende Kurvenbahn (31) feststehend am Gehäuse (5) angeordnet ist und in Richtung der Drehachse (15) ansteigende bzw. abfallende Schubflächen (33, 35) hat und dessen Kurvenfolger (25) bezüglich der Drehachse (15) des zweiten Getriebeteils (17) drehfest mit diesem verbunden ist, derart, daß das zweite Getriebeteil (17) bei mit gleichbleibender Drehrichtung rotierendem ersten Getriebeteil (11) eine hin- und hergehende Verschiebebewegung ausführt, dadurch gekennzeichnet , daß die Kolben-Zylinder-Anordnung einen fest mit dem Gehäuse (5) des Getriebes (1) verbundenen Zylinder (103) aufweist, der von einem gemeinsamen Kolben (105; 211) in die beiden Arbeitsräume (107, 109; 217, 219) unterteilt ist und daß der Kolben (105; 211) über eine durch eine Stirnwand (223) des Zylinders (103) abgedichtet herausgeführte Kolbenstange (111; 215) mit dem zweiten Getriebeteil (17) verbunden ist.1. Unit comprising a reciprocating piston machine (3; 101; 201), in particular a reciprocating piston internal combustion engine with at least two working spaces (107, 109; 217, 219) formed by a piston-cylinder arrangement and a gear (1) with a housing ( 5), a first gear part (11) rotatably mounted in the housing (5) about an axis of rotation (15) parallel to the direction of piston displacement, and a second gear part which is both linearly displaceable and rotatable coaxially with the first gear part (11) in the housing (5) (17), which is coupled with the piston (43; 105) and non-rotatably but displaceably in the direction of the axis of rotation (15) with the first gear part (11) and with a cam mechanism (27), the axis of rotation (15) of the first gear part (11) enclosing cam track (31) is fixed to the housing (5) and has increasing or decreasing thrust surfaces (33, 35) in the direction of the axis of rotation (15) and its cam follower (25) with respect to the axis of rotation (15) of the second n gear part (17) is non-rotatably connected to it, such that the second gear part (17) performs a reciprocating displacement movement while the first gear part (11) rotates with the same direction of rotation, characterized in that the piston-cylinder arrangement has a fixed position having a cylinder (103) connected to the housing (5) of the gearbox (1), which is supported by a common piston (105; 211) into the two work rooms (107, 109; 217, 219) and that the piston (105; 211) is connected to the second gear part (17) via a piston rod (111; 215) which is sealed off by an end wall (223) of the cylinder (103). 2. Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Getriebeteil als in dem Gehäuse drehbar aber axial fest gelagertes Zahnrad (11) ausgebildet ist, daß das zweite Getriebeteil eine in Verschieberichtung langgestreckte Stange (17) mit Polygonquerschnitt umfaßt, die eine dem Polygonquerschnitt formschlüssig angepaßte öffnung des Zahnrads (11) verschiebbar durchsetzt.2. Unit according to claim 1, characterized in that the first gear part is designed as a rotatable but axially fixed gear (11) in the housing, that the second gear part comprises an elongated rod (17) with a polygonal cross-section, one of the polygonal cross-section positively adapted opening of the gear wheel (11) is displaceably penetrated. 3. Aggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der öffnung des Zahnrads (11) ein die Stange (17) drehfest aber axial verschiebbar führendes Linearwälzlager (23) angeordnet ist.3. Unit according to claim 2, characterized in that in the opening of the gear (11) a rod (17) rotatably but axially displaceably guiding linear roller bearing (23) is arranged. 4. Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Kurvenbahn (31) wenigstens einen um die Drehachse herum sich erstreckenden in Verschieberichtung ansteigenden Schubflächenabschnitt (33) und wenigstens einen um die Drehachse (15) herum sich erstreckenden, in Verschieberichtung-abfallenden Schubflächenabschnitt (35) aufweist, daß die ansteigenden und die abfallenden Schubflächenabschnitte (33, 35) paarweise vorgesehen sind und sich in Umfangsrichtung abwechseln und daß die ansteigenden und die abfallenden Schubflächenabschnitte (33, 35) in entgegengesetzte Richtungen weisen.4. Unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cam track (31) at least one extending around the axis of rotation extending in the direction of displacement thrust surface section (33) and at least one around the axis of rotation (15) extending in the direction of displacement - Sloping thrust surface section (35) that the rising and falling thrust surface sections (33, 35) are provided in pairs and alternate in the circumferential direction and that the rising and falling thrust surface sections (33, 35) point in opposite directions. 5. Aggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Paare ansteigender und abfallender Schubflächenabschnitte (33, 35) vorgesehen sind.5. Unit according to claim 4, characterized in that at least two pairs of rising and falling thrust surface sections (33, 35) are provided. 6. Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Hubkolbenmaschine (3; 101, 151, 153) Drehschieber-Einlaßventile (53, 57; 119, 121, 143, 145) und Drehschieber-Auslaßventile (55, 61; 125, 127, 1 37, 1 39) für die beiden Arbeitsräume (107, 109) aufweist, deren vorzugsweise miteinander verbundene Drehschieber (51; 113, 131) gleichachsig zur Drehachse (15) des zweiten Getriebeteils (17) drehbar an den Stirnseiten des Zylinders (103) angeordnet sind und abhängig von der Drehung des zweiten Getriebeteils (17) sowohl die Einlaßventile (119, 121 bzw. 143, 145) der beiden Arbeitsräume (107, 109) als auch die Auslaßventile (125, 127 bzw. 137, 139) der beiden Arbeitsräume (107, 109) wechselweise öffnen oder schließen.6. Unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the reciprocating piston machine (3; 101, 151, 153) rotary valve inlet valves (53, 57; 119, 121, 143, 145) and rotary valve exhaust valves (55, 61 ; 125, 127, 1 37, 1 39) for the two working spaces (107, 109), the rotary slide valves (51; 113, 131), which are preferably connected to one another, can be rotated on the end faces coaxially with the axis of rotation (15) of the second gear part (17) of the cylinder (103) are arranged and, depending on the rotation of the second gear part (17), both the inlet valves (119, 121 and 143, 145) of the two working chambers (107, 109) and the outlet valves (125, 127 and 137 , 139) of the two work rooms (107, 109) alternately open or close. 7. Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Hubkolbenmaschine als Zweitakt-Brennkraftmaschine ausgebildet ist und drei gleichachsig angeordnete, gegeneinander abgedichtete Zylinderkammern (203, 205, 207) aufweist, in welchen je einer von drei über eine Kolbenstange (215) in Verschieberichtung fest miteinander verbundenen Kolben (209, 211, 213) verschiebbar angeordnet sind, daß die mittlere Zylinderkammer (205) durch den mittleren Kolben (211) in zwei Räume (217, 219) unterteilt ist, und die Kolben (209, 211, 213) jeweils Ventilschlitze (221, 231, 233) ihrer Zylinderkammern (203, 205, 207) und, gegebenenfalls in Verbindung mit der Kolbenstange (215) Überströmkanäle (235, 237) zwischen benachbarten Zylinderkammern (203, 205 bzw. 205, 207) steuern, daß der mittlere Kolben (211) die mittlere Zylinderkammer (205) in zwei Brennräume (217, 219) unterteilt und wenigstens einen beiden Brennräumen gemeinsamen Auslaßventilschlitz (221) oder mehrere gesonderte Auslaßventilschlitze steuert und daß die beiden außenliegenden Zylinderkammern (203, 207) mit Einlaßventilschlitzen (231, 233) versehene Vorverdichterräume (227, 229) bilden, die die Brennräume (217, 219) wechselweise beschicken.7. Unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the reciprocating piston engine is designed as a two-stroke internal combustion engine and has three coaxially arranged, mutually sealed cylinder chambers (203, 205, 207), in each of which one of three via a piston rod ( 215) pistons (209, 211, 213) which are firmly connected to one another in the direction of displacement, so that the central cylinder chamber (205) is divided into two spaces (217, 219) by the central piston (211), and the pistons (209, 211, 213) each have valve slots (221, 231, 233) of their cylinder chambers (203, 205, 207) and, if appropriate in connection with the piston rod (215), overflow channels (235, 237) between adjacent cylinder chambers (203, 205 and 205, 207) control that the middle piston (211) divides the middle cylinder chamber (205) into two combustion chambers (217, 219) and at least one exhaust valve slot (221) common to both combustion chambers or several separate Au controls valve valve slots and that the two outer cylinder chambers (203, 207) with pre-compressor spaces (227, 229) provided with inlet valve slots (231, 233), which alternately feed the combustion chambers (217, 219). 8. Aggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das maximale Volumen der Vorverdichterräume (227, 229) jeweils größer ist als das maximale Volumen des jeweils axial benachbarten Brennraums (217, 219).8. Unit according to claim 7, characterized in that the maximum volume of the pre-compressor chambers (227, 229) is in each case greater than the maximum volume of the respectively axially adjacent combustion chamber (217, 219).
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DE (1) DE3331636C2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2213549A (en) * 1987-12-10 1989-08-16 Kevin Wilcox Improvements in or relating to mechanisms for translating reciprocating motion into rotary motion and vice versa
WO2000031440A1 (en) * 1998-11-21 2000-06-02 Shouling Zhang A rotary and reciprocating piston mechanism
EP2088283A1 (en) * 2008-02-08 2009-08-12 Lorenzo Merayo Gonzalez Reciprocating rotary internal combustion engine
CN108953536A (en) * 2018-09-17 2018-12-07 南京工程学院 A kind of precision capstan feeding steering drive device
CN109424025A (en) * 2017-08-28 2019-03-05 厦门瑞尔特卫浴科技股份有限公司 A kind of bracing wire control box of drain valve and the closestool drainage device with it
CN113389639A (en) * 2020-03-12 2021-09-14 赵天安 Engine with compression ratio adjusting mechanism

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3523689A1 (en) * 1985-07-03 1987-01-08 Selami Turan Fluid transmission
DE4209690A1 (en) * 1992-03-25 1993-09-30 Bausch & Lomb Piston engine with inlet and outlet port - has piston face with sinusoidal groove in which cam in cylinder is operated to open/close ports
US6662775B2 (en) 1999-03-23 2003-12-16 Thomas Engine Company, Llc Integral air compressor for boost air in barrel engine
US6698394B2 (en) 1999-03-23 2004-03-02 Thomas Engine Company Homogenous charge compression ignition and barrel engines

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR389030A (en) * 1908-04-08 1908-08-28 Alfred Liebergeld Internal combustion engine and specially intended for motor vehicles
DE736050C (en) * 1942-06-24 1943-06-05 Bernhard Johnen Internal combustion engine
DE831172C (en) * 1950-04-18 1952-02-11 Johann Renken Internal combustion engine with reciprocating and rotating piston
US2905098A (en) * 1956-05-30 1959-09-22 Monelli Lorenzo High-efficiency pump, more particularly for remote hydraulic power transmissions
FR1384075A (en) * 1963-11-15 1965-01-04 Improvements to piston engines
US3264949A (en) * 1963-02-15 1966-08-09 Dietlin Jacques Apparatus for transforming a rectilinear movement into a rotary movement
DE2700194A1 (en) * 1976-01-05 1977-07-14 Friedrich Biberhofer Reciprocating engine without crankshaft - has special conversion mechanism to cause only axial output shaft to turn
GB1560093A (en) * 1975-07-11 1980-01-30 Richter P A Fluid operated device
DE3029287A1 (en) * 1980-08-01 1982-03-04 Frank Stelzer TWO-STROKE COMBUSTION ENGINE

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2398221A (en) 1940-12-12 1946-04-09 Bertha Gerhardt Power unit
US2407790A (en) 1944-02-03 1946-09-17 Letourneau Inc Reciprocating pressure generator
US3188805A (en) 1963-02-14 1965-06-15 Charles L Gahagan Internal combustion engine
JPS5635918Y2 (en) * 1971-09-29 1981-08-24
JPS4968162A (en) * 1972-11-08 1974-07-02

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR389030A (en) * 1908-04-08 1908-08-28 Alfred Liebergeld Internal combustion engine and specially intended for motor vehicles
DE736050C (en) * 1942-06-24 1943-06-05 Bernhard Johnen Internal combustion engine
DE831172C (en) * 1950-04-18 1952-02-11 Johann Renken Internal combustion engine with reciprocating and rotating piston
US2905098A (en) * 1956-05-30 1959-09-22 Monelli Lorenzo High-efficiency pump, more particularly for remote hydraulic power transmissions
US3264949A (en) * 1963-02-15 1966-08-09 Dietlin Jacques Apparatus for transforming a rectilinear movement into a rotary movement
FR1384075A (en) * 1963-11-15 1965-01-04 Improvements to piston engines
GB1560093A (en) * 1975-07-11 1980-01-30 Richter P A Fluid operated device
DE2700194A1 (en) * 1976-01-05 1977-07-14 Friedrich Biberhofer Reciprocating engine without crankshaft - has special conversion mechanism to cause only axial output shaft to turn
DE3029287A1 (en) * 1980-08-01 1982-03-04 Frank Stelzer TWO-STROKE COMBUSTION ENGINE

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2213549A (en) * 1987-12-10 1989-08-16 Kevin Wilcox Improvements in or relating to mechanisms for translating reciprocating motion into rotary motion and vice versa
WO2000031440A1 (en) * 1998-11-21 2000-06-02 Shouling Zhang A rotary and reciprocating piston mechanism
EP2088283A1 (en) * 2008-02-08 2009-08-12 Lorenzo Merayo Gonzalez Reciprocating rotary internal combustion engine
CN109424025A (en) * 2017-08-28 2019-03-05 厦门瑞尔特卫浴科技股份有限公司 A kind of bracing wire control box of drain valve and the closestool drainage device with it
CN109424025B (en) * 2017-08-28 2024-04-09 厦门瑞尔特卫浴科技股份有限公司 Pull wire control box of drain valve and toilet drainage device with same
CN108953536A (en) * 2018-09-17 2018-12-07 南京工程学院 A kind of precision capstan feeding steering drive device
CN108953536B (en) * 2018-09-17 2023-11-07 南京工程学院 Precise rotary disc feeding and turning transmission device
CN113389639A (en) * 2020-03-12 2021-09-14 赵天安 Engine with compression ratio adjusting mechanism
CN113389639B (en) * 2020-03-12 2022-09-27 赵天安 Engine with compression ratio adjusting mechanism

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JPS60101354A (en) 1985-06-05
JPH0623600B2 (en) 1994-03-30
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DE3331636C2 (en) 1985-10-10
EP0136565A3 (en) 1986-04-09

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